Fanidan m a ‘ ruzalarmatn I

Температуранинг таъсири
Химиявий реакцияларнинг бориши ва уларнинг тезлиги кўпчилик холларда системанинг температурасига боғлик бўлади. Бу боғликликни Вант-Гофф қоидаси билан тушунтирилиб, у қуйидагича таърифланади: система температураси ҳар 10⁰С га ўзгарганда химиявий реакция тезлиги 2 - 4 марта ўзгаради. Бу қоиданинг математик ифодаси:

Бу ерда: ва - температуранинг охирги ва бошлангич қийматига тўғри келадиган реакция тезликлари; t – температура фарқи, - реакция тезлигининг температура коэффициенти, унинг қиймати 2 дан 4 гача бўлади.

Формуладаги ифода температура dt бирликка ўзгарганда реакция тезлиги неча марта ўзгаришини билдиради. Юкоридаги фикрлардан қуйидаги табиий савол келиб чикади. Нима учун кўпчилик холларда температуранинг ортиши билан химиявий реакция тезлиги ортади.
Бу саволга жавоб бериш учун ҳар қандай химиявий ўзгаришнинг асосий шарти бўлган - реакцияга киришувчи модда молекулалари (атом, ионлари) нинг ўзаро тукнашуви шарт деган тушунчага эътибор бериш керак. Бошкача айтганда реакциянинг активланиш энергияси тушунчасини билиш керак.


Реакцияларнинг активланиш энергияси.
Химиявий реакциялар руй беришининг асосий шарти - реакцияда иштирок этувчи заррачаларнинг ўзаро тукнашувидир. Лёкин, заррачалар уртасида, юз берадиган ҳар қандай тукнашув ҳам янги модда ҳосил бўлишига олиб келавермайди. Жуда камчилик тукнашувларгина химиявий ўзгаришларга олиб келади. Бундай тукнашувлар "актив тукнашув" дейилади. Бунда А + В АВ актив тукнашув туфайли дастлабки А ва В моддалар молекулалари таркибидаги "эски" химиявий боғлар ўзилиб, янги боғлар ҳосил бўлади. Бу жараён амалга ошиши пайтида оралик модда - "актив комплекс" ҳосил бўлади:

Ана шундай "актив тукнашув" руй бериши учун заррачалар одатдагидан юкорирок энергияга эга бўлиши керак.

Заррачалар уртасида актив тукнашув учун зарур бўлган энг кам энергия миқдори химиявий реакциянинг активланиш энергияси дейилади.
Активланиш энергияси Е_акт холида белгиланади, ккал/моль ёки кж/моль бирликларда улчанади. Е_акт химиявий реакцияларнинг асосий кинетик ҳарактеристикаси хисобланади. Активланиш энергияси ва реакциянинг йўналиши уртасидаги боғланиш активланиш энергияси графиги дейилади. Юкоридаги умумий тенглама билан ифодаланувчи реакция йўналиши ва активланиш энергияси ўзгариши уртасидаги боғланиш (график) 11-расмда келтирилган.
Графикдан кўриниб турибдики, Е активланиш энергияси дастлабки моддаларни реакция махсулотига айланишидаги асосий энергетик "тусик" дир. Агар бу "тусик" нинг баландлиги (Е_акт - қиймати) канчалик кичик бўлса, химиявий реакция шунчалик тез ва осон амалга ошади. Маълумки, реакция борадиган система температураси ошиши реакция тезлигини ортишига, яъни берилган иссиклик энергияси заррачаларнинг актив тукнашуви учун зарур бўлган энергияга тезрок етишига олиб келади. Бу ўз навбатида заррачаларнинг (Е_акт - энергиясига тенг бўлса) тусикдан "тез утишига", яъни реакция киска вактда содир бўлиб, кўп махсулот ҳосил бўлишига сабаб бўлади, шунинг учун реакция тезлиги температура ортиши билан кескин ўзгаради.
Тўғри реакция учун ҳам (Е_тўғри), тескари реакция учун (Е_{тескари}) ҳам активланиш энергиясининг ўзига хос қиймати бор. Кўпчилик холларда Етуг < Етес бўлади. Бу энергиялар уртасидаги фарқ Е_{тескари} - Е_тўғри = Н химиявий реакциянинг иссиклик эффектига тенг бўлади.

Реакциялар тезлиги Е_акт қийматига бевосита боғлик. Агар реакциянинг Е_акт< 40 кж/моль бўлса, бу реакция жуда тез борувчи реакция бўлади. Бўларга ионлар уртасидаги реакциялар, ениш, портлаш реакциялари мисол бўлади. Баъзи холларда бу реакцияларнинг тезлигини улчаб ҳам бўлмайди.

Агар реакция учун 40 кж/моль < Е_акт < 120 кж/моль бўлса, бўлар уртача тезликда борувчи реакциялар бўлиб, уларнинг тезлигини лаборатория шароитида ўрганиш мумкин.
Масалан: Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ Na₂SO₄ + SO₂ + H₂O + S
реакция Агар Е_акт > 120 кж/моль бўлса, бу реакциялар жуда кийин ва ўзоқ давом этадиган реакциялардир. Бу реакцияларни амалга ошириш кийин ёки уларни тезлигини ошириш учун катта энергия сарфлаш керак. Одатда, хозирги замон технологияси учун бундай реакциялар яроксиздир.